JP3186086B2 - ルールのグループ化方法および装置，ならびにグループ化されたルールにしたがうファジィ推論方法および装置 - Google Patents

ルールのグループ化方法および装置，ならびにグループ化されたルールにしたがうファジィ推論方法および装置

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JP3186086B2 JP12465791A JP12465791A JP3186086B2 JP 3186086 B2 JP3186086 B2 JP 3186086B2 JP 12465791 A JP12465791 A JP 12465791A JP 12465791 A JP12465791 A JP 12465791A JP 3186086 B2 JP3186086 B2 JP 3186086B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，ファジィ推論システ
ムやエキスパート・システムのために利用できるルール
のグループ化方法および装置，ならびにグループ化され
たルールにしたがうファジィ推論方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のファジィ推論システムやエキスパ
ート・システムでは，熟練者の経験と勘にもとずいて，
IF〜THEN〜という形式でルールが記述されている。そし
て，ファジィ推論演算は，常に設定された全ルールを参
照して行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のフ
ァジィ推論システムでは，毎回のファジィ推論において
全ルールを参照した演算が行われるので，ルール数が多
い場合には，推論結果がでるまでに非常に時間がかかる
し，必要のないルールにしたがう演算も行われてしまい
非効率である。
【０００４】また，全ルールに使用される入，出力変数
の種類ごとに入，出力インターフェイス用のハードウェ
ア，ソフトウェアが必要であるから，入，出力変数の数
が多い場合には回路規模が大型化してしまう。
【０００５】この発明は，設定されたルールを入，出力
変数に着目してグループ化し，ファジィ推論演算もグル
ープごとに行なうことができるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による入力変数
に着目したルールのグループ化方法は，それぞれの前件
部が少なくとも１つの入力変数とそれに対応するメンバ
ーシップ関数との対を含み，それぞれの後件部が少なく
とも１つの出力変数とそれに対応するメンバーシップ関
数との対を含む複数のルールをグループ化する方法であ
り，入力変数を格納する第１の格納部，および１つのグ
ループに属すべきルールを格納する第２の格納部を設
け， (1) 一のルールにおける前件部に含まれる入力変数を抽
出し，抽出した入力変数を第１の格納部に，上記一のル
ールを第２の格納部にそれぞれ格納し， (2) 第１の格納部に格納された入力変数を前件部にもつ
すべてのルールを抽出し，抽出したルールのうちで第２
の格納部にまだ格納されていないルールを第２の格納部
に新たに格納し， (3) 第２の格納部に新たに格納されたルールの前件部に
含まれる入力変数のうち，まだ第１の格納部に格納され
ていないものがあれば，その入力変数を第１の格納部に
格納し， (4) 第１の格納部に格納されたすべての入力変数につい
てステップ(2) および(3) を繰返し， 第１の格納部に格納されたすべての入力変数についてス
テップ(2) および(3) が終了したときに，第１および第
２の格納部にそれぞれ格納されている入力変数とルール
により一グループを形成するものである。
【０００７】この発明による入力変数に着目したルール
のグループ化装置は，それぞれの前件部が少なくとも１
つの入力変数とそれに対応するメンバーシップ関数との
対を含み，それぞれの後件部が少なくとも１つの出力変
数とそれに対応するメンバーシップ関数との対を含む複
数のルールをグループ化する装置であり，入力変数を格
納する第１の格納部，および１つのグループに属すべき
ルールを格納する第２の格納部，一のルールにおける前
件部に含まれる入力変数を抽出し，抽出した入力変数を
第１の格納部に，上記一のルールを第２の格納部にそれ
ぞれ格納する第１の手段，第１の格納部に格納された入
力変数を前件部にもつすべてのルールを抽出し，抽出し
たルールのうちで第２の格納部にまだ格納されていない
ルールを第２の格納部に新たに格納する第２の手段，第
２の格納部に新たに格納されたルールの前件部に含まれ
る入力変数のうち，まだ第１の格納部に格納されていな
いものがあれば，その入力変数を第１の格納部に格納す
る第３の手段，第１の格納部に格納されたすべての入力
変数について第２の手段および第３の手段による処理を
繰返すよう制御する制御手段，ならびに第１の格納部に
格納されたすべての入力変数について第２の手段および
第３の手段による処理が終了したときに，第１および第
２の格納部にそれぞれ格納されている入力変数とルール
により一グループを形成する手段を備えていることを特
徴とする。
【０００８】この発明による出力変数に着目したルール
のグループ化方法は，それぞれの前件部が少なくとも１
つの入力変数とそれに対応するメンバーシップ関数との
対を含み，それぞれの後件部が少なくとも１つの出力変
数とそれに対応するメンバーシップ関数との対を含む複
数のルールをグループ化する方法であり，出力変数を格
納する第１の格納部，および１つのグループに属すべき
ルールを格納する第２の格納部を設け， (1) 一のルールにおける後件部に含まれる出力変数を抽
出し，抽出した出力変数を第１の格納部に，上記一のル
ールを第２の格納部にそれぞれ格納し， (2) 第１の格納部に格納された出力変数を後件部にもつ
すべてのルールを抽出し，抽出したルールのうちで第２
の格納部にまだ格納されていないルールを第２の格納部
に新たに格納し， (3) 第２の格納部に新たに格納されたルールの後件部に
含まれる出力変数のうち，まだ第１の格納部に格納され
ていないものがあれば，その出力変数を第１の格納部に
格納し， (4) 第１の格納部に格納されたすべての出力変数につい
てステップ(2) および(3) を繰返し， 第１の格納部に格納されたすべての出力変数についてス
テップ(2) および(3) が終了したときに，第１および第
２の格納部にそれぞれ格納されている出力変数とルール
により一グループを形成するものである。
【０００９】この発明による出力変数に着目したルール
のグループ化装置は，それぞれの前件部が少なくとも１
つの入力変数とそれに対応するメンバーシップ関数との
対を含み，それぞれの後件部が少なくとも１つの出力変
数とそれに対応するメンバーシップ関数との対を含む複
数のルールをグループ化する装置であり，出力変数を格
納する第１の格納部，および１つのグループに属すべき
ルールを格納する第２の格納部，一のルールにおける後
件部に含まれる出力変数を抽出し，抽出した出力変数を
第１の格納部に，上記一のルールを第２の格納部にそれ
ぞれ格納する第１の手段，第１の格納部に格納された出
力変数を後件部にもつすべてのルールを抽出し，抽出し
たルールのうちで第２の格納部にまだ格納されていない
ルールを第２の格納部に新たに格納する第２の手段，第
２の格納部に新たに格納されたルールの後件部に含まれ
る出力変数のうち，まだ第１の格納部に格納されていな
いものがあれば，その出力変数を第１の格納部に格納す
る第３の手段，第１の格納部に格納されたすべての出力
変数について第２の手段および第３の手段による処理を
繰返すよう制御する制御手段，ならびに第１の格納部に
格納されたすべての出力変数について第２の手段および
第３の手段による処理が終了したときに，第１および第
２の格納部にそれぞれ格納されている出力変数とルール
により一グループを形成する手段を備えている。
【００１０】この発明によるグループ化されたルールに
したがうファジィ推論装置は，ルールの前件部において
相互に関連する入力変数のすべてを含むルールごとに，
上記の入力変数に着目したルールのグループ化装置によ
りグループ化されたルール群が設定されたファジィ推論
演算手段，すべての入力変数に関する入力信号の変化の
有無を調べ，変化のあった入力信号を検出する手段，お
よび変化のあった入力信号の入力変数を含むグループの
ルールに基づいてファジィ推論演算を行うよう上記ファ
ジィ推論演算手段を制御する手段を備えている。
【００１１】この発明によるグループ化されたルールに
したがうファジィ推論方法は，ルールの前件部において
相互に関連する入力変数のすべてを含むルールごとに，
上記の入力変数に着目したルールのグループ化方法によ
りグループ化されたルール群が設定されており，すべて
の入力変数に関する入力信号の変化の有無を調べ，変化
のあった入力信号を検出し，変化のあった入力信号を用
いてその入力信号の入力変数を含むグループのルールに
基づいてファジィ推論演算を行うものである。
【００１２】この発明によるグループ化されたルールに
したがうファジィ推論装置は，ルールの前件部において
相互に関連する入力変数のすべてを含むルールごとに，
上記の入力変数に着目したルールのグループ化装置によ
りグループ化されたルール群が設定されたファジィ推論
演算手段，および各グループに属する入力変数の入力信
号を取込み，それに対応するグループのルールに基づい
て，グループごとに，ファジィ推論演算を行うよう上記
ファジィ推論演算手段を制御する手段を備えている。
【００１３】この発明によるグループ化されたルールに
したがうファジィ推論方法は，ルールの前件部において
相互に関連する入力変数のすべてを含むルールごとに，
上記の入力変数に着目したルールのグループ化方法によ
りグループ化されたルール群が設定されており，各グル
ープに属する入力変数の入力信号を取込み，それに対応
するグループのルールに基づいて，グループごとに，フ
ァジィ推論演算を行うものである。
【００１４】
【作用】多数のルールが，その前件部の入力変数に着目
して，前件部において相互に関連する入力変数のすべて
を含むルールによって一グループを形成するようにグル
ープ化される。
【００１５】また，多数のルールが，その後件部の出力
変数に着目して，後件部において相互に関連する出力変
数のすべてを含むルールによって一グループを形成する
ようにグループ化される。
【００１６】また，このようにしてグループ化されたル
ールが設定されたファジィ推論装置においては，変化の
あった入力信号の入力変数に関係するグループに含まれ
るルールにしたがうファジィ推論演算が行われる。
【００１７】さらに，このようにしてグループ化された
ルールが設定されたファジィ推論装置においては，各グ
ループに属する入力変数ごとにその入力信号の取込みが
行われ，グループごとにファジィ推論が行われる。
【００１８】
【発明の効果】この発明によると，多数のルールがグル
ープ化されているので，ルールを調べてみるときに非常
に分りやすく，ルール作成漏れ，ルールの重複等の発見
が容易であり，ルールの解析を効率的に行える。
【００１９】また，上述のように変化のあった入力信号
に関係するグループのみに基づくファジィ推論が可能と
なるので，ファジィ推論演算時間を短縮することができ
る。
【００２０】さらに，入力信号をグループごとに取込む
ことができるので，入力信号を一度に取込む入力変数の
種類数が減少し，入，出力インターフェイス・ハードウ
ェアまたはソフトウェアが簡素となる。
【００２１】
【実施例】一例として次のような８個のルールを考え
る。
【００２２】 ルール１：If ｘ1 ＝Ａ11， then ｙ1 ＝Ｂ11 and ｙ2 ＝Ｂ12 and ｙ4 ＝Ｂ14 ルール２：If ｘ1 ＝Ａ21 and ｘ2 ＝Ａ22 and ｘ3 ＝Ａ23， then ｙ1 ＝Ｂ21， ルール３：If ｘ1 ＝Ａ31 and ｘ3 ＝Ａ33， then ｙ1 ＝Ｂ31 and ｙ3 ＝Ｂ33， ルール４：If ｘ3 ＝Ａ43 and ｘ4 ＝Ａ44， then ｙ3 ＝Ｂ43 and ｙ4 ＝Ｂ44， ルール５：If ｘ5 ＝Ａ55， then ｙ5 ＝Ｂ55， ルール６：If ｘ5 ＝Ａ65 and ｘ6 ＝Ａ66， then ｙ6 ＝Ｂ66 and ｙ7 ＝Ｂ67， ルール７：If ｘ5 ＝Ａ75 and ｘ7 ＝Ａ77， then ｙ5 ＝Ｂ75 and ｙ7 ＝Ｂ77， ルール８：If ｘ5 ＝Ａ85 and ｘ7 ＝Ａ87， then ｙ6 ＝Ｂ86 and ｙ7 ＝Ｂ87， ここで後件部のand は，前件部が同じであるものを単に
まとめたものであるということを意味するにすぎない。
【００２３】これらのルールを，その前件部の入力変数
ｘ1 〜ｘ7 に着目してマトリクスで表わすと図１に示す
ようになる。図１において丸印は，縦に配列された入力
変数ｘ1 〜ｘ7 について，その入力変数ｘi （ｉ＝１〜
７）を前件部にもつすべてのルールにおいて，横に配列
された入力変数ｘi が含まれていることを示している。
たとえば，入力変数ｘ1 はルール１とルール２とルール
３とに含まれている。これらのルール１〜３には入力変
数ｘ1 とｘ2 とｘ3 が含まれている。したがって，入力
変数ｘ1 は入力変数ｘ1 とｘ2 とｘ3 とにのみ関係する
ことになる。
【００２４】後件部の出力変数ｙ1 〜ｙ7 に着目して同
じようなマトリクスを作成すると図２に示すようにな
る。
【００２５】このようなマトリクスから，相互に関係す
る入力変数同志，相互に関係する出力変数同志でそれぞ
れ一グループを形成するように，ルールをグループ化で
きることが分る。
【００２６】この実施例では次のような４つのグループ
が形成される。
【００２７】すなわち， 入力変数に関しては，(1) ｘ1 〜ｘ4 に関係したルール・グループＧi1 Ｇi1＝｛ルール１，ルール２，ルール３，ルール４｝ (2) ｘ5 〜ｘ7 に関係したルール・グループＧi2 Ｇi2＝｛ルール５，ルール６，ルール７，ルール８｝ 出力変数に関しては，(3) ｙ1 〜ｙ4 に関係したルール・グループＧo1 Ｇo1＝｛ルール１，ルール２，ルール３，ルール４｝ (4) ｙ5 〜ｙ7 に関係したルール・グループＧo2 Ｇo2＝｛ルール５，ルール６，ルール７，ルール８｝ のグループ分けができる。
【００２８】これは次のような理由によるものと考えら
れる。
【００２９】ファジィ推論やエキスパート・システムで
は，熟練者のもっている経験や勘といったノウ・ハウを
If〜，then〜の形式でルール化して記述する。
【００３０】人間の一般的な能力では多くの条件を全て
考慮してある結論を導くのが極めて困難である。したが
って，経験や勘をIf〜，then〜形式のルールで記述する
場合には，ある場合を想定したときのIf，thenルール，
別の場合を想定したときのIf，thenルールといった具合
に，大まかな場合分けをしつつIf，thenルールをつくる
ことが多い。
【００３１】このため，あるシステムを対象としたとき
のIf，thenルールはルール数が多ければ多いほど，グル
ープ分けされた形になってしまうのである。
【００３２】ファジィ推論やエキスパート・システムを
用いて制御，故障診断などを行うときには変化のあった
入力または求めたい出力に関係するルール・グループの
みを演算の対象とすればよい。
【００３３】上述したグループ分けを行うアルゴリズム
を入力変数に着目した場合について説明する。このグル
ープ分け処理はプログラムされたコンピュータによって
実行される。このコンピュータには，調査パラメータ格
納部(A) ，グループ分けパラメータ格納部(B) およびグ
ループ分けルール格納部(C) が設けられている。これら
の格納部はレジスタまたはメモリで実現できる。ここで
パラメータとは入力変数のことである。グループ分けア
ルゴリズムがフロー・チャートの形で図３に示されてい
る。
【００３４】ステップ１ １番目のルール１の１番目のパラメータｘ1 を取出し，
ルールおよびパラメータを格納部(A) ，(B) および(C)
にそれぞれ格納する（図４参照）。
【００３５】ステップ２ グループ名を付ける。この例ではグループＧi1とする。
【００３６】ステップ３ 調査パラメータ格納部(A) に入っているパラメータを上
から順番にみていく。そして，それらのパラメータを含
むルールはどれかを調べて，グループ分けルール格納部
(C) に入っていないルールがあればそれを格納する。
【００３７】この例の場合，格納部(A) にはパラメータ
ｘ1 が格納されている。パラメータｘ1 を前件部に含む
ルールはルール１の他にルール２とルール３があるの
で，これらのルール２と３を格納部(C)に格納する（図
５参照）。
【００３８】ステップ４グループ分けルール格納部(C)
に新たに格納されたルールに含まれるパラメータのうち
でグループ分けパラメータ格納部(B) に入っていないパ
ラメータがあるかどうかを調べて，あればそれらを調査
パラメータ格納部(A) およびグループ分けパラメータ格
納部(B) に格納する。
【００３９】この例では，新たに格納されたルール２お
よび３には入力変数ｘ2 とｘ3 が含まれているので，こ
れらの入力変数ｘ2 とｘ3 が格納部(A) ，(B) にそれぞ
れ格納される（図６参照）。
【００４０】ステップ５今回調べられたパラメータを調
査パラメータ格納部(A) から消去する。
【００４１】この例の場合，入力変数ｘ1 が消去される
（図７参照）。
【００４２】ステップ６調査パラメータ格納部(A) にパ
ラメータがまだ入っているか（残っているか）どうか？
入っていたらステップ３に戻る。入っていなかったらス
テップ７に移る。
【００４３】この例の場合，ステップ３に戻り，次に格
納部(A) 内の入力変数ｘ2 が調査の対象となる。入力変
数ｘ2 はルール２と３にしか含まれていないので格納部
(C)の内容は変わらない（図８参照）。そして，ステッ
プ４を経てステップ５で入力変数ｘ2 が消去される（図
９参照）。
【００４４】ステップ６から再びステップ３に戻る。入
力変数ｘ3 が調査の対象となる。入力変数ｘ3 はルール
４にも含まれているからルール４が格納部(C) に新たに
格納される（図10参照）。ルール４には入力変数ｘ4 が
含まれているから，この入力変数ｘ4 がステップ４で格
納部(A) ，(B) に格納される（図11参照）。
【００４５】そして，ステップ５で入力変数ｘ3 が消去
され（図12参照），ステップ６からまたステップ３に戻
り，入力変数ｘ4 が調査の対象となる。ステップ４を経
て，ステップ５で入力変数ｘ4 が消去される（図13参
照）。もはや，格納部(A) には入力変数は存在しないか
ら，ステップ７に進む。
【００４６】ステップ７グループ分けパラメータ格納部
(B) 内のパラメータとグループ分けルール格納部(C) の
ルールにステップ２で定めたグループ名をつけて，それ
らのパラメータとルールがどのグループに属するかを示
す（図14参照）。
【００４７】ステップ８グループ分けされたルール以外
にまだルールが残っているかどうかを調べる。残ってい
ればステップ１に戻り，残っていなければ終了となる。
【００４８】この例の場合にはステップ１に戻り，ルー
ル５の入力変数ｘ5についての調査が開始される。上述
した処理が繰返され，グループＧi2が形成される。
【００４９】出力変数についても全く同じ処理によって
グループＧo1とＧo2が形成される。
【００５０】このようにしてグループ分けされたルール
はファジィ推論装置に設定され，ファジィ推論のために
用いられる。
【００５１】次にグループ化されたルールをもつファジ
ィ推論装置の例について説明する。
【００５２】図15に示すファジィ推論装置は入力処理部
11とファジィ演算部12とを含んでいる。
【００５３】通常，ファジィ制御においては，ある制御
周期毎に全入力を取込んで，全部のルールについてファ
ジィ推論を行っている。しかし，この方法によると推論
演算に時間がかかってしまう。
【００５４】図15において，入力処理部11で変化のあっ
た入力が検出され，その入力信号だけがファジィ演算部
12に与えられる。ファジィ演算部12では変化のあったそ
の入力に関係するグループのルールだけを用いて推論演
算が行われる。このようにして，推論時間の短縮化が達
成できる。
【００５５】図16は他のファジィ推論装置を示してい
る。このファジィ推論装置も入力処理部21とファジィ演
算部22とから構成される。ファジィ演算部22の入力可能
数は入力ａ〜ｊの10個に制限されている。入力処理部21
は多くの入力（たとえば100 種類）の中から各ルール・
グループに属する入力変数に関する入力のみを取込み，
ファジィ演算部22に与える。ファジィ演算部22は該当す
るルール・グループのルールのみにしたがってその入力
を用いて演算処理を行う。１つのグループのルールにつ
いての演算が終了すると，入力処理部21によって次のグ
ループのルールに関係する入力が取込まれる。
【００５６】たとえば，ある制御対象についての入力が
入力１〜入力100 までの100 個あったとする。ファジィ
演算部22の入力数はソフトウェアおよびハードウェア上
の制約から入力ａ〜ｊの10個に制限されている。ルール
がグループ分けされていない場合には，入力１〜入力10
0 を10個ずつ順次取込んでいってファジィ演算部22に入
力１〜入力100 が全てそろってから推論が行われること
になる。そうするとデータを取込むまでに時間がかかる
し，演算部22内に入力データを格納しておく部分が必要
になる。
【００５７】グループ分けしておくことにより，グルー
プ１に関係した入力だけを例えばバス切り換えなどを行
って取込んで推論することができる。グループ１の推論
終了後，次にグループ２について同じようにして処理す
るということにすれば，ファジィ演算部22の入力段に特
別な処理をさせる必要がなくなる。また，入力処理部21
とファジィ推論部22をパイプライン的に動作させれば全
体のスループットも向上する。
【００５８】現在，ファジイ・ルールは熟練者が経験と
勘にもとづいて作成している。したがって，そのルール
の中には結果的に重複していたり，抜けていたりするも
のがある。それらを調べようとすると，全部のルールを
みて，ルール間の関係をチェックする必要がある。グル
ープ分けされた入，出力変数とルールを表示したりし
て，ユーザに一目して分るようにすると，ルールの階層
化が可能となる（前ルールはどのようなルール・ブロッ
クで構成されているかが分る），ルールの問題点を調べ
るときにブロック毎に調べていけるので効率がよい等の
利点がある。すなわち，ルールの解析ツールとして使う
ことができる。
【００５９】最後に，特許請求の範囲の各請求項に記載
の特許を受けようとする発明について図面を参照してま
とめておくとともに，上述した実施例との関係について
言及しておく。図１７は，主に，請求項２に記載の第１
の格納部，第２の格納部，第１の手段，第２の手段，第
３の手段，制御手段およびグループを形成する手段の相
互の結合関係を明らかにし，ルールのグループ化装置と
しての構成を明確にしたものである。第１の格納部は上
述した実施例の調査パラメータ格納部（Ａ）またはグル
ープ分けパラメータ格納部（Ｂ）に対応し，第２の格納
部はグループ分けルール格納部（Ｃ）に対応し，先に述
べたようにコンピュータ内のレジスタまたはメモリによ
って実現される。図１７では第１の格納部および第２の
格納部が２つずつ図示されているが，これは各ブロック
の結びつきを簡素化して分りやすくするためであって，
各格納部が１つずつ存在すると理解されたい。第１の手
段，第２の手段，第３の手段，制御手段およびグループ
を形成する手段は図３に示すグループ分けアルゴリズム
にしたがうプログラムを実行するコンピュータによって
実現される。請求項１に記載のステップ（１）〜
（４），請求項２に記載の上記の各手段および図３に示
すフローチャートのステップとの関係は次の通りであ
る。 請求項２に記載のルールのグループ化装置は，それぞれ
の前件部が少なくとも１つの入力変数とそれに対応する
メンバーシップ関数との対を含み，それぞれの後件部が
少なくとも１つの出力変数とそれに対応するメンバーシ
ップ関数との対を含む複数のルール（グループ化前）を
グループ化する装置であり，第１の格納部，第２の格納
部，第１の手段，第２の手段，第３の手段，制御手段お
よびグループを形成する手段（グループ形成手段）から
構成されている。第１の格納部は，入力変数を格納する
ものである。第２の格納部は，１つのグループに属すべ
きルールを格納するものである。第１の手段は，一のル
ール（一番目のルール）における前件部に含まれる入力
変数を抽出し，抽出した入力変数を第１の格納部に，上
記一のルールを第２の格納部にそれぞれ格納するもので
ある。第２の手段は，第１の格納部に格納された入力変
数を前件部にもつすべてのルール（他のルール）を抽出
し，抽出したルールのうちで第２の格納部にまだ格納さ
れていないルール（新たなルール）を第２の格納部に新
たに格納するものである。第３の手段は，第２の格納部
に新たに格納されたルールの前件部に含まれる入力変数
のうち，まだ第１の格納部に格納されていないものがあ
れば，その入力変数（新たな入力変数）を第１の格納部
に格納するものである。制御手段は，第１の格納部に格
納されたすべての入力変数について第２の手段および第
３の手段による処理を繰返すよう制御するものである。
グループ形成手段は，第１の格納部に格納されたすべて
の入力変数について第２の手段および第３の手段による
処理が終了したときに，第１および第２の格納部にそれ
ぞれ格納されている入力変数とルールにより一グループ
を形成するものである。図１８は，主に，請求項４に記
載の第１の格納部，第２の格納部，第１の手段，第２の
手段，第３の手段，制御手段およびグループを形成する
手段（グループ形成手段）の相互の結合関係を明らかに
し，ルールのグループ化装置の構成を明確にしたもので
ある。請求項２に記載の発明の説明において，入力変数
を出力変数に，前件部を後件部にそれぞれ置きかえれ
ば，図１７に関する上述の説明が図１８にあてはまるの
で，説明の繰返しを避ける。図１９は請求項５に記載の
ファジイ推論装置の構成を示すものであり，これは図１
５に対応する。このファジイ推論装置は，ファジイ推論
演算手段，変化のあった入力信号を検出する手段（検出
手段）および制御手段を備えている。ファジイ推論演算
手段は，ルールの前件部において相互に関連する入力変
数のすべてを含むルールごとに，請求項２に記載のルー
ルのグループ化装置によりグループ化されたルール群が
設定されたものである。検査手段は，すべての入力変数
に関する入力信号の変化の有無を調べ，変化のあった入
力信号を検出するものである。制御手段は，変化のあっ
た入力信号の入力変数を含むグループのルールに基づい
てファジイ推論演算を行うよう上記ファジイ推論演算手
段を制御するものである。図２０は請求項７に記載のフ
ァジイ推論装置の構成を示すものであり，これは図１６
に対応する。このファジイ推論装置は，ファジイ推論演
算手段および制御手段を備えている。ファジイ推論演算
手段は，ルールの前件部において相互に関連する入力変
数のすべてを含むルールごとに，請求項２に記載のルー
ルのグループ化装置によりグループ化されたルール群が
設定されたものである。制御手段は，各グループに属す
る入力変数の入力信号を取込み，それに対応するグルー
プのルールに基づいて，グループごとに，ファジイ推論
演算を行うよう上記ファジイ推論演算手段を制御するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】入力変数のグループ化を示すマトリクスであ
る。
【図２】出力変数のグループ化を示すマトリクスであ
る。
【図３】ルールのグループ化処理手順を示すフロー・チ
ャートである。
【図４】ルールのグループ化処理における各格納部の内
容を示す。
【図５】ルールのグループ化処理における各格納部の内
容を示す。
【図６】ルールのグループ化処理における各格納部の内
容を示す。
【図７】ルールのグループ化処理における各格納部の内
容を示す。
【図８】ルールのグループ化処理における各格納部の内
容を示す。
【図９】ルールのグループ化処理における各格納部の内
容を示す。
【図１０】ルールのグループ化処理における各格納部の
内容を示す。
【図１１】ルールのグループ化処理における各格納部の
内容を示す。
【図１２】ルールのグループ化処理における各格納部の
内容を示す。
【図１３】ルールのグループ化処理における各格納部の
内容を示す。
【図１４】ルールのグループ化処理における各格納部の
内容を示す。
【図１５】ファジイ推論装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図１６】ファジイ推論装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図１７】請求項２に記載のルールのグループ化装置の
構成を示す機能ブロック図である。
【図１８】請求項４に記載のルールのグループ化装置の
構成を示す機能ブロック図である。
【図１９】請求項５に記載のファジイ推論装置の構成を
示す機能ブロック図である。
【図２０】請求項７に記載のファジイ推論装置の構成を
示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
11，21 入力処理部 12，22 ファジィ演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 9/44 G06N 5/00 G05B 13/02

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれの前件部が少なくとも１つの入
    力変数とそれに対応するメンバーシップ関数との対を含
    み，それぞれの後件部が少なくとも１つの出力変数とそ
    れに対応するメンバーシップ関数との対を含む複数のル
    ールをグループ化する方法であり， 入力変数を格納する第１の格納部，および １つのグループに属すべきルールを格納する第２の格納
    部を設け， (1) 一のルールにおける前件部に含まれる入力変数を抽
    出し，抽出した入力変数を第１の格納部に，上記一のル
    ールを第２の格納部にそれぞれ格納し， (2) 第１の格納部に格納された入力変数を前件部にもつ
    すべてのルールを抽出し，抽出したルールのうちで第２
    の格納部にまだ格納されていないルールを第２の格納部
    に新たに格納し， (3) 第２の格納部に新たに格納されたルールの前件部に
    含まれる入力変数のうち，まだ第１の格納部に格納され
    ていないものがあれば，その入力変数を第１の格納部に
    格納し， (4) 第１の格納部に格納されたすべての入力変数につい
    てステップ(2) および(3) を繰返し， 第１の格納部に格納されたすべての入力変数についてス
    テップ(2) および(3)が終了したときに，第１および第
    ２の格納部にそれぞれ格納されている入力変数とルール
    により一グループを形成する， ルールのグループ化方法。
  2. 【請求項２】 それぞれの前件部が少なくとも１つの入
    力変数とそれに対応するメンバーシップ関数との対を含
    み，それぞれの後件部が少なくとも１つの出力変数とそ
    れに対応するメンバーシップ関数との対を含む複数のル
    ールをグループ化する装置であり， 入力変数を格納する第１の格納部，および １つのグループに属すべきルールを格納する第２の格納
    部， 一のルールにおける前件部に含まれる入力変数を抽出
    し，抽出した入力変数を第１の格納部に，上記一のルー
    ルを第２の格納部にそれぞれ格納する第１の手段， 第１の格納部に格納された入力変数を前件部にもつすべ
    てのルールを抽出し，抽出したルールのうちで第２の格
    納部にまだ格納されていないルールを第２の格納部に新
    たに格納する第２の手段， 第２の格納部に新たに格納されたルールの前件部に含ま
    れる入力変数のうち，まだ第１の格納部に格納されてい
    ないものがあれば，その入力変数を第１の格納部に格納
    する第３の手段， 第１の格納部に格納されたすべての入力変数について第
    ２の手段および第３の手段による処理を繰返すよう制御
    する制御手段，ならびに 第１の格納部に格納されたすべての入力変数について第
    ２の手段および第３の手段による処理が終了したとき
    に，第１および第２の格納部にそれぞれ格納されている
    入力変数とルールにより一グループを形成する手段， を備えたルールのグループ化装置。
  3. 【請求項３】 それぞれの前件部が少なくとも１つの入
    力変数とそれに対応するメンバーシップ関数との対を含
    み，それぞれの後件部が少なくとも１つの出力変数とそ
    れに対応するメンバーシップ関数との対を含む複数のル
    ールをグループ化する方法であり， 出力変数を格納する第１の格納部，および １つのグループに属すべきルールを格納する第２の格納
    部を設け， (1) 一のルールにおける後件部に含まれる出力変数を抽
    出し，抽出した出力変数を第１の格納部に，上記一のル
    ールを第２の格納部にそれぞれ格納し， (2) 第１の格納部に格納された出力変数を後件部にもつ
    すべてのルールを抽出し，抽出したルールのうちで第２
    の格納部にまだ格納されていないルールを第２の格納部
    に新たに格納し， (3) 第２の格納部に新たに格納されたルールの後件部に
    含まれる出力変数のうち，まだ第１の格納部に格納され
    ていないものがあれば，その出力変数を第１の格納部に
    格納し， (4) 第１の格納部に格納されたすべての出力変数につい
    てステップ(2) および(3) を繰返し， 第１の格納部に格納されたすべての出力変数についてス
    テップ(2) および(3)が終了したときに，第１および第
    ２の格納部にそれぞれ格納されている出力変数とルール
    により一グループを形成する， ルールのグループ化方法。
  4. 【請求項４】 それぞれの前件部が少なくとも１つの入
    力変数とそれに対応するメンバーシップ関数との対を含
    み，それぞれの後件部が少なくとも１つの出力変数とそ
    れに対応するメンバーシップ関数との対を含む複数のル
    ールをグループ化する装置であり， 出力変数を格納する第１の格納部，および １つのグループに属すべきルールを格納する第２の格納
    部， 一のルールにおける後件部に含まれる出力変数を抽出
    し，抽出した出力変数を第１の格納部に，上記一のルー
    ルを第２の格納部にそれぞれ格納する第１の手段， 第１の格納部に格納された出力変数を後件部にもつすべ
    てのルールを抽出し，抽出したルールのうちで第２の格
    納部にまだ格納されていないルールを第２の格納部に新
    たに格納する第２の手段， 第２の格納部に新たに格納されたルールの後件部に含ま
    れる出力変数のうち，まだ第１の格納部に格納されてい
    ないものがあれば，その出力変数を第１の格納部に格納
    する第３の手段， 第１の格納部に格納されたすべての出力変数について第
    ２の手段および第３の手段による処理を繰返すよう制御
    する制御手段，ならびに 第１の格納部に格納されたすべての出力変数について第
    ２の手段および第３の手段による処理が終了したとき
    に，第１および第２の格納部にそれぞれ格納されている
    出力変数とルールにより一グループを形成する手段， を備えたルールのグループ化装置。
  5. 【請求項５】 ルールの前件部において相互に関連する
    入力変数のすべてを含むルールごとに，請求項２に記載
    のルールのグループ化装置によりグループ化されたルー
    ル群が設定されたファジィ推論演算手段， すべての入力変数に関する入力信号の変化の有無を調
    べ，変化のあった入力信号を検出する手段，および 変化のあった入力信号の入力変数を含むグループのルー
    ルに基づいてファジィ推論演算を行うよう上記ファジィ
    推論演算手段を制御する手段， を備えたファジィ推論装置。
  6. 【請求項６】 ルールの前件部において相互に関連する
    入力変数のすべてを含むルールごとに，請求項１に記載
    のルールのグループ化方法によりグループ化されたルー
    ル群が設定されており， すべての入力変数に関する入力信号の変化の有無を調
    べ，変化のあった入力信号を検出し， 変化のあった入力信号を用いてその入力信号の入力変数
    を含むグループのルールに基づいてファジィ推論演算を
    行う， ファジィ推論方法。
  7. 【請求項７】 ルールの前件部において相互に関連する
    入力変数のすべてを含むルールごとに，請求項２に記載
    のルールのグループ化装置によりグループ化されたルー
    ル群が設定されたファジィ推論演算手段，および 各グループに属する入力変数の入力信号を取込み，それ
    に対応するグループのルールに基づいて，グループごと
    に，ファジィ推論演算を行うよう上記ファジィ推論演算
    手段を制御する手段， を備えたファジィ推論装置。
  8. 【請求項８】 ルールの前件部において相互に関連する
    入力変数のすべてを含むルールごとに，請求項１に記載
    のルールのグループ化方法によりグループ化されたルー
    ル群が設定されており， 各グループに属する入力変数の入力信号を取込み，それ
    に対応するグループのルールに基づいて，グループごと
    に，ファジィ推論演算を行う， ファジィ推論方法。
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